【正文】 汽 車 點 焊 工 藝（論文）第一章緒論第二章電阻點焊焊概述第三章點焊工藝參數(shù)選擇 調(diào)整方法::第四章點焊質(zhì)量保證與缺陷分析第五章懸掛點悍工藝在小批量汽車生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用第六章車身制件點焊工藝的改進第七章汽車車門周邊點焊新工藝第八章點焊焊槍驅(qū)動控制結(jié)束語參考文獻摘要【電阻點焊是一種被廣泛應(yīng)用的生產(chǎn)工藝，尤其被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代制造業(yè)及其它一些高科技產(chǎn)業(yè)與領(lǐng)域，如汽車制造、飛機制造及航空航天領(lǐng)域等。點焊是現(xiàn)在汽車車身及其它部件的主要連接工藝方法，在汽車制造工業(yè)中發(fā)揮著不可替代的重要作用。汽車車身點焊的連接質(zhì)量決定了汽車的整體結(jié)構(gòu)剛度和完整性，所以檢測和保證點焊的連接質(zhì)量具有重要的實際意義。本文基于超聲檢測的基本原理，進行了汽車車身焊點連接質(zhì)量的檢測和評價研究?！俊驹谖⑿蛙囓嚿硌b配焊接中，電阻焊占有相當重要的地位。但是在焊接過程中所出現(xiàn)的缺陷給汽車裝配帶來一定的影響，這些問題如到了總裝流水線上裝配才發(fā)現(xiàn)，需要進行補焊、補漏、校正，變形，影響流水線的作業(yè)進度，因此消除焊接缺陷，對汽車裝配具有重要意義?！俊就ㄟ^深入分析點焊工藝過程,結(jié)合基于事例推理的特點,將點焊工藝事例屬性劃分為兩類:事例特征Ⅰ和事例特征Ⅱ。設(shè)計了相似點焊工藝事例的檢索策略:在事例特征Ⅰ的約束下,以事例特征中Ⅱ所包含的材質(zhì)的熱物理性質(zhì)和板厚作為檢索相似事例的依據(jù)。應(yīng)用模糊推理的方法對檢索到相應(yīng)的相似事例庫中所含有的工藝知識、規(guī)則進行提取、總結(jié),進而指導(dǎo)對新的點焊工藝事例的求解,從而較好的解決了點焊工藝設(shè)計中基于事例推理時,難以建立合適的模型對檢索到的相似事例進行修正的難點,使點焊工藝參數(shù)的智能求解過程更加符合領(lǐng)域?qū)＜业乃季S,過程更加靈活,具有開放性。】【現(xiàn)代轎車的白車身都是通過沖壓件焊接連接而成，焊接質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到車身的可靠性，因此研究車身焊點的質(zhì)量非常重要。鋅鋼板雖具有較好的抗腐蝕性能，但點焊過程中，與無鍍層鋼板相比，存在以下問題：先于鋼板熔化的鋅層形成鋅環(huán)而分流，致使焊接電流密度減??；鋅層表面燒損、粘連、污染電極而使電極壽命降低；鋅層電阻率低，接觸電阻??；容易產(chǎn)生焊接飛濺、裂紋、氣孔或組織軟化等缺陷。對于生產(chǎn)企業(yè)來說，合理選擇工藝參數(shù)則是控制焊點質(zhì)量的最主要途徑。本文通過一種既能減少試驗次數(shù)，又能獲得可靠結(jié)果的多因素的優(yōu)選方法——正交試驗設(shè)計對點焊工藝參數(shù)進行優(yōu)化，代替了傳統(tǒng)的經(jīng)驗法，在確保試驗結(jié)果可靠的基礎(chǔ)上，提高了試驗效率?！俊倦S著汽車工業(yè)飛速發(fā)展，電阻點焊己經(jīng)成為轎車白車身裝配的主要連接方法，因而點焊質(zhì)量與焊接效率對轎車的質(zhì)量與成本有著重要影響。廣闊的市場需求及嚴格的焊接質(zhì)量要求對點焊質(zhì)量控制提出了更高的要求，點焊的質(zhì)量問題越來越多地受到關(guān)注。由于點焊過程的復(fù)雜性，點焊質(zhì)量的在線評估與質(zhì)量控制一直是點焊技術(shù)領(lǐng)域中的難題。針對這一問題，本文對汽車點焊過程的質(zhì)量控制和評估方法進行了研究，重點研究了一種點焊質(zhì)量的多變量綜合監(jiān)控技術(shù)，以保證焊點質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高點焊合格率，從而達到降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率的日的。】第一章緒論電阻點焊是一種被廣泛應(yīng)用的制作金屬板件連接裝置的生產(chǎn)工藝，相對其它焊接方法，點焊的主要優(yōu)點是高效、質(zhì)量可靠、成本低、易操作、易實現(xiàn)焊接自動化，適用于大批量生產(chǎn)。由于上述諸多優(yōu)點，尤其被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代制造業(yè)及其它一些高科技產(chǎn)業(yè)與領(lǐng)域，如航空航天、汽車制造、能源、電子及輕工等領(lǐng)域，每年約占世界總焊接量的三分之一。例如，一架（美國）飛機上有一百多萬個點焊焊點。點焊已經(jīng)成為汽車制造工業(yè)中的主要連接工藝方法，在汽車制造工業(yè)中發(fā)揮著不可替代的重要作用[45]。首先應(yīng)用于車身焊裝，如圖11所示。汽車車身焊裝包括車身底板、側(cè)圍、車架、車頂、車門、車身總成等部分，在它的焊接過程中大量采用電阻點焊工藝。例如，富康轎車白車身，屬于無獨立車架的承載式全焊接結(jié)構(gòu)，是由20多個大總成、數(shù)百種薄板沖壓件經(jīng)焊接而成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件；其焊接方法有電阻點焊、混合氣體保護焊（MAG焊）、螺柱焊等，而主要采用電阻點焊模式，白車身上電阻焊焊點有3600多個[6]；上海大眾“帕薩特”白車身上的焊點數(shù)達到5892點，三箱POLO車的整個車身共有3725個焊點，幾乎遍及每一個總成[7]，因此保證點焊焊接質(zhì)量成為汽車車身裝配質(zhì)量、控制車體誤差的關(guān)鍵。其次，點焊還應(yīng)用于汽車零部件的生產(chǎn)，包括橫梁總成車擋托架的裝配點焊、燃油箱上固定件的點焊、濾清器點焊、液力變矩器平衡片點焊、汽車制動蹄點焊等。雖然新的焊接方法的發(fā)展在汽車工業(yè)中逐步形成了規(guī)模，部分的取代了傳統(tǒng)的電阻焊方法，用于汽車車身和零部件的裝配焊接，但是電阻點焊在汽車制造中的主導(dǎo)地位在今后的一段時期內(nèi)不會改變[8]，電阻點焊在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用前景仍舊是非常廣闊的。中國的汽車工業(yè)已進入歷史上少有的高速發(fā)展期，2004年汽車產(chǎn)量預(yù)計在500萬輛以上，其中轎車將超過220萬輛[8]。點焊的完整性決定了汽車的整體結(jié)構(gòu)剛度和完整性，故點焊的焊接質(zhì)量直接關(guān)系到車身及汽車的質(zhì)量；隨著社會的發(fā)展，生活水平的提高，汽車向中高檔方向發(fā)展，對焊裝設(shè)備和焊接質(zhì)量的要求都越來越高，而保證點焊的質(zhì)量是提高汽車安全性能的方法之一；尤其是中國加入世界貿(mào)易組織的過渡期將要結(jié)束，汽車行業(yè)的競爭會更加激烈，我國的汽車工業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量是增強競爭力的有效途徑，這同樣需要保證汽車中幾千個點焊焊點的連接質(zhì)量。隨著新材料和新技術(shù)的不斷出現(xiàn)以及應(yīng)用領(lǐng)域的擴展，對點焊質(zhì)量的要求也越來越高。根據(jù)實際工作的需要，克服點焊的缺陷和不足成為當前點焊技術(shù)發(fā)展中的一個重要任務(wù)。這些缺陷和不足的存在與否或多少直接關(guān)系到點焊的質(zhì)量，而點焊質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量。因為利用點焊技術(shù)的生產(chǎn)的產(chǎn)品大多數(shù)是科技含量高、價格昂貴或作用至關(guān)重要的產(chǎn)品或零部件，所以必須要保證點焊的質(zhì)量1．2轎車車身鋁合金點焊現(xiàn)狀汽車車身即白車身，是整個汽車零部件的載體，其制造質(zhì)量的優(yōu)劣對整車的質(zhì)量起著決定性的作用引。在汽車工業(yè)中，電阻點焊主要應(yīng)用在車身底板、側(cè)圍、車架、車項、車門以及車身總成等部分的焊接裝配中。例如美國通用汽車公司車身底部、側(cè)身、車項及龍門系統(tǒng)的焊接，日本三菱汽車公司車身底板、側(cè)圍及車身總成的焊接，德國福特汽車公司車身底板、側(cè)圍、車門及翼板的焊接等【12袁少波，童彥剛．點焊技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用[J]電焊機，2005，(02)】。鋁合金點焊時，應(yīng)根據(jù)鋁合金材料牌號及焊件厚度選用點焊機。與電弧焊相比，電阻焊具有殘余應(yīng)力低、焊接變形小、焊接速度快、操作簡便易掌握、產(chǎn)生的飛濺、煙塵及氣體少等優(yōu)點。但由于鋁合金上述的焊接特點使得其焊接工藝規(guī)范的選擇較困難。因此，鋁及鋁合金材料的焊接具有其特殊性，由于存在著氧化膜、接觸電阻以及電極損耗等隨機性對焊點質(zhì)量的影響因素，所以在鋁合金的點焊過程中容易產(chǎn)生飛濺、虛焊、脫焊等缺陷，使焊接工藝及設(shè)備的控制精度高、難度大。在實際操作過程中，即使有經(jīng)驗的師傅嚴格按照工藝規(guī)程操作，點焊缺陷有時也難以避免。目前，電阻焊機大量使用交流50Hz的單相交流電源，其容量大、功率因數(shù)低。發(fā)展三相低頻電阻焊機、三相次級整流焊機(已在普通型點焊機、縫焊機、凸焊機中應(yīng)用)和IGBT逆變電阻焊機，可以解決電網(wǎng)不平衡和提高功率因數(shù)的問題。同時還可進一步節(jié)約電能，利于實現(xiàn)參數(shù)的微機控制，可更好地適用于焊接鋁合金、不銹鋼及其他難焊金屬的焊接。另外，還可進一步減輕設(shè)備質(zhì)量。汽車車身焊裝線上的電阻點焊設(shè)備主要有以下幾類【孫丹丹，李文東．車身是鋁合金的點焊焊接過程[J]山東內(nèi)燃機，2005，(01)】：a．懸掛式點焊機。目前車身焊裝生產(chǎn)線上的主要設(shè)備。一個車身焊裝車間一．般有200300臺懸掛式點焊機，用于車身的各個部位的裝配點焊，特別焊接位置復(fù)雜多變的部件。b．點焊機器人。為了適應(yīng)現(xiàn)代汽車產(chǎn)品多樣化生產(chǎn)的需要，提高車身焊裝生產(chǎn)線的自動化程度，減輕操作者的勞動強度，提高工作效率，保證焊接質(zhì)量，在現(xiàn)代化的車身焊接生產(chǎn)線上，采用點焊機器人代替笨重的懸掛式點焊機，以解放人的單調(diào)、重復(fù)、長時間的強體力勞動。比如法國雷諾汽車公司與日本日產(chǎn)汽車公司都采用了全機器人的駕駛室焊裝線。駕駛室的裝配、涂膠、點焊全部由機器人完成。c．多點焊機。其目的是為了提高生產(chǎn)效率，減小焊接變形。在車身焊裝生產(chǎn)線上，車身底板的點焊裝配多采用多點焊機，例如德國的奧迪BMW的車身底板自動化焊裝線。點焊機器人和多點焊機在白車身生產(chǎn)線上所占的比例體現(xiàn)了該生產(chǎn)線的自動化程度。例如，上海大眾“帕薩特車身焊裝線上，共采用294臺懸掛式點焊機，6l臺點焊機器人；而德國大眾“帕薩特車身焊裝線上，在總共有3594個電阻焊焊點中，僅有40點是通過手工焊接的，其余都是通過機器人或多點焊機焊接的。d．現(xiàn)代點焊機器人。通常由機器人本體操作機、點焊鉗、控制器等幾部分組成?，F(xiàn)代點焊機器人采用逆變一體式點焊鉗，大大降低了機器人體積和質(zhì)量，具有控制精度高、響應(yīng)速度快、節(jié)能、焊接工藝性能好等顯著優(yōu)點。近年來出現(xiàn)了伺服式點焊鉗(槍)，采用新型電極馭動機構(gòu)作伺服馬達進行位置反饋。當機器人運行時，機器人控制伺服鉗作為其輔助軸之一，實現(xiàn)電極加壓軟接觸和電極壓力實時調(diào)節(jié)，在與焊接電流最佳配合后，消除飛濺，顯著提高了點焊質(zhì)量。這種MOTOMAN點焊機器人已在日本、美國和歐洲獲得應(yīng)用。而柔性化機器人或柔性化機器人焊接系統(tǒng)采用多種焊鉗的自動快速更換技術(shù)，以適應(yīng)焊裝線的少批量多品種生產(chǎn)。為集中管理和控制焊接質(zhì)量，設(shè)計了自動化的焊接質(zhì)量和產(chǎn)量控制系統(tǒng)，如機器人二維激光視覺系統(tǒng)、數(shù)字攝像控制系統(tǒng)、射線質(zhì)量檢測系統(tǒng)等。而借助于CAE，CAM獲取焊件構(gòu)造、焊接條件和機器人機構(gòu)等信息的新型離線示教機器人取代原再現(xiàn)式點焊機器人系統(tǒng)，來選定焊鉗、配置機器人進行離線示教，示教時間短，焊接質(zhì)量更穩(wěn)定。點焊機器人在國外汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用相當廣泛，如美國通用汽車公司車身底部、側(cè)部、車頂及車架龍門系統(tǒng)的焊接，同本三菱汽車公司底板、側(cè)圍及車身總成的焊接，德國福特汽車公司底板、側(cè)圍、車門及翼板的焊接，機器人焊點占焊點總數(shù)的80％39。90％。近年來，國外許多汽車生產(chǎn)企業(yè)已將中頻點焊機器人和伺服點焊機器人應(yīng)用于轎車白車身裝焊線。尤其在歐洲，中頻點焊機器人使用量已占4096，并擴大到鋁合金轎車車身的點焊作業(yè)【恒新，陳海英．鋁合金車身的點焊工藝[J]電焊機，2006，(02)】。汽車制造的批量化、高效率和對產(chǎn)品質(zhì)量一致性的要求，使機器人在汽車焊接生產(chǎn)中獲得了大量應(yīng)用。我國的汽車制造業(yè)也緊跟發(fā)展的步伐，據(jù)2001年的統(tǒng)計，全國共有各類焊接機器人1040臺，而汽車制造和汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)中的焊接機器人占全部焊接機器人的76％，成為工業(yè)機器人的最主要用戶。東風商用車車身廠第六焊裝車間總裝線采用了6臺點焊機器人，3臺自動焊機。一汽車身廠十萬輛新品駕駛室主焊線采用了2l臺點焊機器人，點焊自動化率達95％。東風車身廠六萬輛新品駕駛室總裝線采用了10臺點焊機器人，1臺自動焊機，但是點焊自動化率仍不足60％。而且在國內(nèi)，點焊機器人上所配備的焊鉗均為氣動焊鉗，焊接時沖擊力較大。還有由于工件的重復(fù)精度較差，電極處于凸緣邊緣時，焊鉗易滑出，嚴重時會損壞被焊工件。另外，電極磨損量的監(jiān)控反饋精度較差，影響焊接質(zhì)量。在國外，機器人用焊鉗已逐步采用伺服焊鉗，焊接時沖擊小，并能實現(xiàn)精確控制，提高焊接質(zhì)量、電阻點焊作為焊接學科的一個分支，是各工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的加工、裝配方法。由于電阻點焊在焊接過程中能量集中、變形小、生產(chǎn)率較高，特別適用于焊接薄壁零件，因此在航空航天制造工程、汽車、電子等工業(yè)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。特別是隨著點焊工藝在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用，點焊的質(zhì)量問題越來越多地受到關(guān)注。在轎車車身制造過程中，焊接接頭質(zhì)量的好壞，不僅直接決定了車身焊接裝配過程的制造偏差，同時也決定了轎